CN102668083A - 固体摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的固体摄像装置具有：半导体基板(1)；矩阵状地配置于该半导体基板(1)的上部而形成的n型的多个光电变换部(11)；形成于半导体基板(1)的一个面即电荷检测面，并对积累于光电变换部(11)的电荷进行检测的输出电路(12)；形成于该输出电路(12)的下侧，且包含与各光电变换部(11)相接的高浓度p型层的p型的多个分离扩散层(10)；形成于半导体基板(1)中的与上述一个面相对的另一面即光入射面，且透过不同波长的光的彩色滤光器(17)、(18)以及(19)。各光电变换部(11)的形状与彩色滤光器(17)、(18)以及(19)相对应，根据构成分离扩散层(10)的高浓度p型层而不同。

Description

固体摄像装置
技术领域
本发明涉及将包含光电变换部的像素部排列成矩阵状的固体摄像装置。
背景技术
近年来，MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)型的固体摄像装置，作为能够实现低耗电驱动以及高速摄像的装置而受到关注，开始搭载于便携式设备摄像头、车载摄像头以及监视摄像头这些广泛的领域。
图6示出一般的MOS型的固体摄像装置的电路构成。如图6所示，矩阵状地配置包含光电变换部(光电二极管)101的像素部100而构成了摄像区域。被光电变换部101光电变换后的电荷，通过传输晶体管103，被传输到浮置扩散层(floating diffusion)102。被传输到浮置扩散层102的电荷，通过放大晶体管104被放大，经由通过垂直移位寄存器108选择的选择晶体管106被传递到输出信号线111。并且，被放大后的电荷，经由水平移位寄存器109从输出端子112输出。另外，累积在浮置扩散层102中的剩余电荷，通过漏极区域与电源线107相连接的复位晶体管105而被排出。
图7示出了现有例所涉及的像素部100的剖面构成(例如，参照专利文献1)。如图7所示，在p型半导体基板201上，形成有p型外延层203。各像素部100通过元件分离207而被划分，配置有透过绿色光的绿色滤光器227G、透过红色光的红色滤光器227R以及透过蓝色光的蓝色滤光器227B的任意一个。
在p型外延层203的上部，配置有p型的第1杂质注入区域219和配置于其下方的n型的第2杂质注入区域217，形成了作为光电变换部的光电二极管。n型的第2杂质区域217和p型外延层203的接合部分也成为光电变换部。在p型外延层203中的各第2杂质注入区域217的下方，连续地形成有p+型的第1掩埋阻挡层205。即，掺杂于第1掩埋阻挡层205的p型的杂质浓度，比掺杂于p型外延层203的p型的杂质浓度高。
在p型外延层203中的第1掩埋阻挡层205的上方且形成了绿色滤光器227G和蓝色滤光器227B的像素部100中，形成有第2掩埋阻挡层211。并且，在形成了蓝色滤光器227B的像素部100中，在第2掩埋阻挡层211的上方形成有第3掩埋阻挡层215。在此，在第2掩埋阻挡层211以及第3掩埋阻挡层215中，掺杂有p型的杂质，且具有与第1掩埋阻挡层205的杂质浓度相同程度的浓度。此外，各掩埋阻挡层205、211以及215的上部，全都与第2杂质区域217分离。
按照以上方式，通过根据入射到各像素部100的光的波长，来调节光电二极管的耗尽区域的宽度以及位置，从而防止了串扰。
此外，还存在如下现有技术：根据入射到各像素部的光的波长，在各像素部中变更构成光电二极管的n型杂质的注入深度，例如，较浅地形成具有蓝色滤光器的像素部的光电二极管，较深地形成具有红色滤光器的像素部的光电二极管，并调节光电二极管的耗尽区域，由此来防止串扰。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-210919号公报
专利文献2：日本专利第4130891号公报
发明要解决的课题
但是，在具有所述现有的光电二极管构造的固体摄像装置中，存在以下问题。
即，图7所示的固体摄像装置，虽然在构成光电二极管的n型的第2杂质注入区域的下方，设置有根据光的波长而厚度分别不同的p型的掩埋阻挡层，但由于在各掩埋阻挡层的杂质浓度较低的情况下产生电荷的寿命变长，因此被光电变换而产生的电荷的消失变慢。由此，在相邻的像素部的光电二极管中会发生电荷的流入，串扰增大。例如，若入射光到达了n型的第2杂质注入区域的下方的p型的掩埋阻挡层，则在该p型区域中产生电荷并流入到相邻的光电二极管。
另外，若将构成光电二极管的n型杂质注入区域形成至半导体基板的较深的区域，则有可能防止光到达p型区域，但斜着入射的光分量所导致的向相邻的像素部的光泄露变得显著，串扰增大。
此外，若通过彩色滤光器将长波长的光分量除去，则虽然能够防止光到达半导体基板的深部，但入射光量减少从而针对长波长的光的灵敏度降低。
另一方面，在图7中，变更了在构成光电二极管的n型的杂质注入区域的下方设置的p型区域(掩埋阻挡层)的形状，但在p型区域的杂质浓度较高的情况下，n型的杂质注入区域与p型区域的接合泄露增大从而噪声增加。
发明内容
本发明鉴于前述现有技术的问题，目的在于能够既维持灵敏度以及读出特性，又防止被光电变换后的电荷向其他像素部的流入。
解决课题的手段
为了达成所述目的，本发明采用如下构成：使固体摄像装置为背面照射型，根据所入射的光的波长，来改变光电变换部的形状。
具体来说，本发明所涉及的固体摄像装置具备：半导体基板；第1导电型的多个光电变换部，其矩阵状地配置于半导体基板的上部而形成；检测电路部，其形成于半导体基板的一个面即电荷检测面，对积累于光电变换部的电荷进行检测；第2导电型的多个分离扩散层，其形成于检测电路部的下侧，包含与各光电变换部相接的第2导电型的杂质注入区域；和多个彩色滤光器，其形成于半导体基板中的与上述一个面相对的另一面即光入射面，并透过不同波长的光，所述固体摄像装置的特征在于，各光电变换部的形状与彩色滤光器相对应，根据构成分离扩散层的杂质注入区域而不同。
根据本发明的固体摄像装置，各光电变换部的形状与彩色滤光器相对应，根据构成分离扩散层的杂质注入区域而不同，因此例如能够缩短透过比较短波长的光的彩色滤光器与光电变换部的距离。其结果，能够减少倾斜的入射光所导致的串扰。此外，由于根据光的波长，光电变换部的形状不同，因此能够既确保像素部的灵敏度又减少串扰。
在本发明的固体摄像装置中，也可以是，多个光电变换部具有：第1光电变换部，其与在第1波长区域中透过率最大的第1彩色滤光器相对应；和第2光电变换部，其与在波长比第1波长区域长的第2波长区域中透过率最大的第2彩色滤光器相对应，第2光电变换部中的与光入射面平行的方向的宽度最大的区域，与第1光电变换部中的与光入射面平行的方向的宽度最大的区域相比，更接近于电荷检测面。
这样一来，由于接受长波长的光的光电变换部，形成至半导体基板的与电荷检测面侧接近的深部，因此能够将被光电变换后的电荷高效地集中于光电变换部，因而既维持高灵敏度又串扰减少。此外，通过调整电荷检测面侧的第2导电型的杂质注入区域的深度，能够调节光电变换部的形状，因此能够以低电压读出电荷。此外，由于还能够将第2导电型的杂质注入区域高浓度化，因此能够既降低噪声分量，又以低电压读出电荷。
在此情况下，第2光电变换部也可以是与光入射面上的开口面积以及电荷检测面上的开口面积相比，在半导体基板的内部与光入射面平行的方向的剖面面积最大。
这样一来，由于能够将到达半导体基板的与电荷检测面侧接近的深部的入射光高效地集中于光电变换部，因此能够既维持高灵敏度又减少串扰。
此外，在此情况下，也可以是，第2光电变换部中的与光入射面平行的方向的宽度最大的区域，扩展到分离扩散层的内部而形成。
这样一来，由于能够将到达半导体基板的与电荷检测面侧接近的深部的入射光高效地集中于光电变换部，因此能够既维持高灵敏度又减少串扰。此外，即使像素的尺寸被微小化，从而分离扩散层也同样地变得狭小，也能够在不将对第2导电型的杂质注入区域的杂质注入形成至较深的位置的基础上，与相邻的光电变换部电分离，从而串扰减少。
在此情况下，也可以是，第2光电变换部中的与光入射面平行的方向的宽度最大的区域，扩展到与第2光电变换部相邻的至少1个第1光电变换部中的电荷检测面侧的下方而形成。
这样一来，即使将光电变换部形成至半导体基板的与电荷检测面侧接近的深部，也能够将倾斜的入射光所导致的基板深部的产生电荷集中，因此能够既维持高灵敏度又减少串扰。
发明效果
本发明所涉及的固体摄像装置，能够根据光波长来调节光电变换部距离基板表面的深度，因此能够既以低电压维持电荷的读出，又实现高灵敏度且低串扰。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的固体摄像装置中的像素部的示意性的局部剖面图。
图2是表示本发明的第一实施方式的第1变形例所涉及的固体摄像装置中的像素部的示意性的局部剖面图。
图3是表示本发明的第一实施方式的第2变形例所涉及的固体摄像装置中的像素部的示意性的局部剖面图。
图4是表示本发明的第一实施方式的第3变形例所涉及的固体摄像装置中的摄像区域的示意性的俯视图。
图5是图4的V-V线上的示意性的局部剖面图。
图6是表示现有技术的MOS型的固体摄像装置的电路图。
图7是表示现有技术的MOS型的固体摄像装置中的像素部的示意性的局部剖面图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1对本发明的第一实施方式进行说明。另外，本发明不限定于以下的实施方式以及后述的各变形例。此外，在不脱离实现本发明的效果的范围内能够适当变更。并且，也可以与各变形例进行组合。
本发明所涉及的固体摄像装置，是将多个像素部排列成矩阵状的、MOS型的固体摄像装置，基本的电路构成与图6所示的电路构成相同。
图1是本实施方式所涉及的固体摄像装置中的像素部100B、100G以及100R的剖面构成，在此，示出了3个像素。各像素部100B、100G以及100R例如具有：形成于由硅(Si)构成的半导体基板1的、由n型的扩散区域构成的光电变换部(以后，也称作光电二极管)11；由将积累于光电二极管11中的电荷输出的MOS型晶体管构成的输出电路12；和蓝色彩色滤光器17、绿色彩色滤光器18以及红色彩色滤光器19的任意一个。光电二极管11和构成输出电路12的源极漏极区域之间，分别通过绝缘分离部13而电分离。
对输出电路12进行驱动的驱动线以及对电荷进行输出的输出线等布线14，例如层叠于由氧化硅构成的层间膜15而形成。在绝缘分离部13的下侧，分别形成有p型的分离扩散层10。分离扩散层10担当将彼此相邻的光电二极管11之间电气分离的职责，防止各像素部100B、100G以及100R之间的串扰。
在半导体基板1中的与形成了输出电路12的电荷检测面相反侧的面上，例如，隔着由氧化硅或氮化硅构成的绝缘膜16，并且与各像素部100B、100G以及100R对应地形成有各彩色滤光器17、18以及19。在此，各彩色滤光器17、18以及19既可以为公知的拜耳排列，也可以为其他排列。蓝色彩色滤光器17是针对短波长(约450nm)的光显示出高透过率的彩色滤光器，红色彩色滤光器19是针对长波长(约650nm)的光显示出高透过率的彩色滤光器，绿色彩色滤光器18是针对蓝色彩色滤光器17和红色彩色滤光器19之间的中间波长(约550nm)的光显示出高透过率的彩色滤光器。
在光电二极管11和绝缘膜16之间，遍布全部像素部100B、100G以及100R以均匀的深度形成有第1高浓度p型层20。第1高浓度p型层20，抑制由于半导体基板1的背面(光入射面)的缺陷(晶体缺陷)所引起的暗时产生电荷向光电二极管11的流入，实现低噪声化。
在形成了输出电路12的电荷检测面(基板表面)和光电二极管11之间，也分别形成有第2高浓度p型层21、第3高浓度p型层22以及第4高浓度p型层23。具体来说，在形成有红色彩色滤光器19的像素部100R中，离基板表面较浅地形成有第4高浓度p型层23，在形成有蓝色彩色滤光器17的像素部100B中，离基板表面较深地形成有第2高浓度p型层21。在形成有绿色彩色滤光器18的像素部100G中，比第2高浓度p型层21浅且比第4高浓度p型层23深地形成有第3高浓度p型层22。
另外，为了将光电二极管11的积累电荷传输给浮置扩散层(未图示)，光电二极管(光电变换部)11的一部分区域，在各像素部100B、100G以及100R中，以离电荷检测面同等的深度较浅地形成。此外，各高浓度p型层21～23，抑制由于半导体基板1的表面的缺陷所引起的暗时产生电荷向光电二极管11的流入，实现低噪声化。
本实施方式所涉及的固体摄像装置，从设置了各彩色滤光器17～19的半导体基板1的背面即光入射面入射光，通过光电二极管11进行了光电变换后的电荷被积累并输出。另外，本实施方式虽然没有图示透镜，但也可以在各彩色滤光器17～19的上方配置透镜。
一般来说，入射到由硅构成的半导体基板1的光，在波长为450nm的情况下，在约0.3μm的深度处光强度减半。此外，在光的波长为550nm的情况下，在约0.8μm的深度处光强度减半，在波长为650nm的情况下，在约2.3μm的深度处光强度减半。因此，光的波长越长则入射光越会到达半导体基板1的深部，倾斜的入射光所导致的串扰约明显化。尤其是，MOS型固体摄像装置，在半导体基板的表面上层叠地设置有布线14，从半导体基板1的电荷检测面到各彩色滤光器17～19的距离较远，因此倾斜的入射光所导致的串扰的影响变大。因此，本实施方式所涉及的固体摄像装置，为了缩短各彩色滤光器17～19和半导体基板1之间的距离，采用在未形成布线14的半导体基板1的背面侧形成彩色滤光器17～19，并从背面入射光的背面照射型的构成。
入射到红色彩色滤光器19的向像素部100R的透过光，到达半导体基板1的基板表面侧的深部，因此离基板表面较浅地形成第4高浓度p型层23，增大了光电二极管11的形成区域。由此，能够积累在半导体基板1中的距离光入射面的深部产生的被光电变换后的电荷，因此能够降低串扰。另一方面，分别入射到蓝色彩色滤光器17以及绿色彩色滤光器18的向像素部100B、100G的透过光，只到达半导体基板1的距离光入射面较浅的区域，因此离光入射面较浅地形成了第2高浓度p型层21以及第3高浓度p型层22。由此，如图1所示，入射到红色彩色滤光器19的透过像素部100R的倾斜的入射光，即使到达与具有红色彩色滤光器19的像素部100R相邻的其他像素部100B、100G，也会在未形成光电二极管11的区域中被光电变换而产生电荷，因此能够降低来自像素部100R的串扰。
例如，若假设半导体基板1的厚度为5μm，则具有蓝色彩色滤光器17的像素部100B的光电二极管11，从半导体基板1的背面形成至约2μm的深度，具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的光电二极管11，从半导体基板1的背面形成至3.8μm的深度，具有红色彩色滤光器19的像素部100R的光电二极管11，从半导体基板1的背面形成至约4.7μm的深度。这样一来，具有蓝色彩色滤光器17的像素部100B的透过波长为450nm的透过光，以及具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的透过波长为550nm的透过光，在各自的光电二极管11中几乎都被光电变换。因此，像素部100B、100G中的灵敏度不会降低。另一方面，具有红色彩色滤光器19的像素部100R的透过波长为650nm的透过光中未被光电二极管11进行光电变换的一部分光，因各高浓度p型层21～23而消失，因此来自像素部100R的串扰大幅减少。具体来说，相对于现有技术串扰减半，像素部100R的输出值相对于与具有红色彩色滤光器19的像素部100R相邻的具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的输出值的比值，约为1％。
以下，说明本实施方式所涉及的固体摄像装置的制造方法的概要。
n型的光电二极管(光电变换部)11，选择性地进行注入能量为200keV～2000keV、磷或砷等n型的杂质浓度为1×1014/cm3～1×1017/cm3的离子注入而形成。
绝缘分离部13，选择性地通过公知的STI(Shallow Trench Isolation，浅沟槽隔离)构造或者LOCOS(Local Oxidation of Silicon，硅的局部氧化)构造而形成。
p型的分离扩散层10，选择性地进行注入能量为100keV～3000keV、硼等p型的杂质浓度为1×1015/cm3～1×1018/cm3的离子注入而形成。
第1高浓度p型层20，进行注入能量为1keV～100keV、p型的杂质浓度为1×1017/cm3～1×1020/cm3的离子注入而形成。像这样，通过使第1高浓度p型层20的杂质浓度成为高浓度，从而产生电荷的寿命变短，能够防止缺陷所引起的产生电荷向光电二极管11的流入。
第2高浓度p型层21，在像素部100B中选择性地进行注入能量为1keV～1500keV、p型的杂质浓度为1×1017/cm3～1×1020/cm3的离子入而形成。第3高浓度p型层22，在像素部100G中选择性地进行注入能量为1keV～800keV、p型的杂质浓度为1×1017/cm3～1×1020/cm3的离子注入而形成。此外，第4高浓度p型层23，在像素部100R中选择性地进行注入能量为1keV～100keV、p型的杂质浓度为1×1017/cm3～1×1020/cm3的离子注入而形成。
另外，在像素部100B、100G以及100R中的光电二极管11的一部分、即各像素部100B、100G以及100R中的中央部分且基板表面的附近，隔着各高浓度p型层21～23而形成为同等的深度。如前所述，从该光电二极管11中的较浅的部分向浮置扩散部传输所积累的电荷。
此外，通过与第1高浓度p型层20同样地，使各高浓度p型层21～23的各杂质浓度成为高浓度，从而产生电荷的寿命变短，能够防止缺陷所引起的产生电荷向各光电二极管11的流入。
如以上所说明的那样，根据本实施方式，能够在确保各像素部100B、100G以及100R的灵敏度的同时，降低长波长的倾斜的入射光所导致的来自像素部100R的串扰。
另外，构成光电二极管(光电变换部)11的n型的杂质区域中的与基板表面平行的方向的宽度最大的区域，是被p型的分离扩散层10包围的区域，并且是位于半导体基板1中的离电荷检测面最近的位置的n型杂质的高浓度区域。由于是n型的高浓度区域，因此能够降低p型的分离扩散层10中的p型杂质的热扩散所产生的影响，因而光电二极管11的区域的宽度成为最大。
(第一实施方式的第1变形例)
以下，参照图2对第一实施方式的第1变形例进行说明。
图2是第1变形例所涉及的固体摄像装置中的像素部100B、100G以及100R的剖面构成，在此，示出了3个像素。另外，在图2中，通过对与图1所示的构成部件相同的构成部件赋予相同的符号来省略其说明。
如图2所示，在具有蓝色彩色滤光器17的像素部100B中的第2高浓度p型扩散层21的内部，形成有n型的第1溢漏(overflow drain)层24。与此相同，在具有绿色彩色滤光器18的像素部100G中的第3高浓度p型扩散层22的内部，形成有n型的第2溢漏层25。这样一来，不需要像第一实施方式那样，使第2高浓度p型层21以及第3高浓度p型层22成为p型的杂质浓度较高的区域。而且，即使为这样的构成，在与具有红色彩色滤光器19的像素部100R相邻的像素部100B以及100G中，也能够防止来自像素部100R的倾斜的入射光所产生的电荷向光电二极管11的流入，因此能够降低串扰。
另外，各溢漏层24、25被施加对输出电路12施加的接地(GND)电压或电源电压，使光电变换后的电荷移动到施加电压侧。
实现第1变形例的制造方法，与上述的第一实施方式大体相同。
与第一实施方式的不同点是，使第2高浓度p型层21以及第3高浓度p型层22中的p型的杂质浓度为1×1015/cm3～1×1018/cm3，即使在此情况下，与第一实施方式的构造相比也能够将与光电二极管11的pn接合所导致的泄露抑制在10分之1以下。
此外，形成于具有蓝色彩色滤光器17的像素部100B的第1溢漏层24，选择性地进行注入能量为10keV～1500keV、n型的杂质浓度为1×1015/cm3～1×1018/cm3的离子注入而形成。
形成于具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的第2溢漏层25，选择性地进行注入能量为10keV～800keV，n型的杂质浓度为1×1015/cm3～1×1018/cm3的离子注入。
由此，能够在维持与第一实施方式同等的串扰特性以及灵敏度特性的同时，将噪声抑制在10分之1以下。
(第一实施方式的第2变形例)
以下，参照图3对第一实施方式的第2变形例进行说明。
图3是第2变形例所涉及的固体摄像装置中的像素部100B、100G以及100R的剖面构成，在此，示出了3个像素的部分。另外，在图3中，通过对与图1以及图2所示的构成部件相同的构成部件赋予相同的符号来省略其说明。
与第1变形例的不同点在于，如图3所示，在具有蓝色彩色滤光器17的像素部100B以及具有绿色彩色滤光器18的像素部100G中的p型的各分离扩散层10的内部，形成有n型的第3溢漏层26。在此，各第3溢漏层26与第1溢漏层24以及第2溢漏层25分别电连接。
根据该构成，即使到达半导体基板1中的基板表面侧的深部的长波长光的倾斜的入射角度变大，在与具有红色彩色滤光器19的像素部100R相邻的像素部100B以及100G中，也能够防止来自像素部100R的倾斜的入射光所产生的电荷向光电二极管11的流入，因此能够降低来自像素部100R的串扰。
相对于现有技术，串扰降低，例如，像素部100R的输出值相对于与具有红色彩色滤光器19的像素部100R相邻的具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的输出值的比值，约为0.5％。
另外，各溢漏层24～26被施加对输出电路12施加的接地(GND)电压或电源电压，使光电变换后的电荷移动到施加电压侧。
实现第2变形例的制造方法，与上述的第1变形例大体相同。
与第1变形例的不同点在于，形成于具有蓝色彩色滤光器17的像素部100B以及具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的第3溢漏层26，针对p型的分离扩散层10选择性地进行注入能量为200keV～2000keV、n型的杂质浓度为1×1015/cm3～1×1018/cm3的离子注入而形成。
由此，第3溢漏层26按照与具有蓝色彩色滤光器17的像素部100B的第1溢漏层24以及具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的第2溢漏层25分别电连接的方式形成，并且，按照包围各像素部100B、100G的光电二极管11的方式形成于p型的分离扩散层10的内部。
如上所述，根据第2变形例，即使入射到具有红色彩色滤光器19的像素部100R的长波长光的倾斜的入射角度变大，也能够降低像素部100R所引起的串扰。此外，由于不需要在各彩色滤光器17～19的上方形成透镜来对光进行聚光，因此能够将串扰抑制在1％以下。即，这是因为，即使光没有被聚光而是入射到p型的分离扩散层10，由于被光电变换后的电荷从各溢漏层24～26移动到GND或电源电压，因此也不会流入到各光电二极管11。
因此，在第2变形例所涉及的固体摄像装置中，不需要透镜形成工序，因而能够实现制造工序中的TAT(Turn Around Time，周转时间)的缩短以及制造成本的降低。
(第一实施方式的第3变形例)
以下，参照图4以及图5对第一实施方式的第3变形例进行说明。
图4示出第2变形例所涉及的固体摄像装置中的包含被拜耳排列后的像素部100B、100G以及100R的摄像区域的平面构成，图5示出图4的V-V线上的剖面构成。另外，在图4以及图5中，通过对与图1所示的构成部件相同的构成部件赋予相同的符号来省略其说明。
与第一实施方式的不同点在于，如图5所示，在具有红色彩色滤光器19的像素部100R中，光电二极管(光电变换部)11中的第4高浓度p型层23的下侧部分，扩展到与该光电二极管11相接的分离扩散层10以及第3高浓度p型层22的内部而形成。即、像素部100R中的光电二极管11，按照与光入射面上的开口面积以及电荷检测面上的开口面积相比，在半导体基板1的内部与光入射面平行的方向的剖面面积最大的方式而形成。进一步换言之，像素部100R中的光电二极管11中与光入射面平行的方向的宽度最大的区域，扩展到与该光电二极管11相邻的、具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的光电二极管11的下侧(电荷检测面侧的下方)而形成。
根据第3变形例，能够防止通过入射到具有红色彩色滤光器19的像素部100R的长波长的入射光中倾斜的入射光而进行了光电变换的电荷，流入到相邻的像素部100G的光电二极管11。而且，像素部100R自身的灵敏度也提高。相对于现有技术串扰减半，像素部100R的输出值相对于与具有红色彩色滤光器19的像素部100R相邻的具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的输出值的比值，约为0.3％。即，能够防止在半导体基板1的电荷检测面侧的深部产生的电荷向与像素部100R相邻的像素部100G的光电二极管11的泄露，而在像素部100R的光电二极管11中便能够进行捕获。
在第3变形例中，在像素部100R的光电二极管11扩展到与具有红色彩色滤光器19的像素部100R相邻的具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的光电二极管11的下方的情况下，与第一实施方式的构成相比，像素部100R的灵敏度成为1.3倍。
另外，在将像素部100R的光电二极管11停留在分离扩散层10的情况下，像素部100R的灵敏度，与第一实施方式的构成相比成为1.1倍。此外，该情况下的串扰约为0.6％。
实现第3变形例的制造方法，与上述的第一实施方式大体相同。
与第一实施方式的不同点在于，在将具有红色彩色滤光器19的像素部100R的光电二极管11，形成于具有蓝色彩色滤光器17的像素部100B以及具有绿色彩色滤光器18的像素部100G的各光电二极管11的下方的情况下，使注入能量为200keV～800keV、n型的杂质浓度为1×1014/cm3～1×1017/cm3。
另外，关于具有蓝色彩色滤光器的像素部100B的光电二极管11，其第2高浓度p型层21所占的区域较大。因此，具有红色彩色滤光器19的像素部100R的光电二极管11，在第2高浓度p型层21的内部，也可以与形成于第3高浓度p型层22的内部相比更大。这样，通过针对第2高浓度p型层21和第3高浓度p型层22，调节n型杂质的注入能量以及注入浓度，从而具有红色彩色滤光器19的像素部100R的灵敏度也提高，并且还能够降低其串扰。
另外，各像素部100B、100G以及100R中的光电二极管(光电变换部)11的开口面积，是指光电二极管11中的在半导体基板1的光入射面的附近被p型的分离扩散层10包围的区域的面积，或者是指在电荷检测面的附近被各高浓度p型层21、22以及23包围的区域。
各光电二极管22是如下构造：与光入射面平行的方向的剖面形状为多边形状，且由p型的分离扩散层10或各高浓度p型层21、22以及23将其周围包围。
并且，如图5所示，在第3变形例中，在具有红色彩色滤光器的像素部100R中，光电二极管11中的电荷检测面侧的附近的开口面积，大于光入射面侧的附近的开口面积。
如上所述，根据第3变形例，在具有红色彩色滤光器的像素部100R中，能够将到达半导体基板1的与电荷检测面侧接近的深部的倾斜的入射光高效地集中于光电二极管11，因此能够既维持高灵敏度又使串扰减少。此外，即使各像素部的尺寸微小化，从而各分离扩散层10也同样地变得狭小，由于能够在不将对p型的杂质注入区域的杂质注入形成至较深的位置的基础上，与和像素部100R相邻的其他光电二极管11电分离，因此串扰减少。
工业实用性
本发明所涉及的固体摄像装置，能够根据光波长来调节来自基板表面的光电变换部的深度，因此能够既以低电压来维持电荷的读出，又实现高灵敏度且低串扰，在将包含光电变换部的像素部排列成矩阵状的固体摄像装置等中是有用的。
符号说明
1 半导体基板
10 分离扩散层
11 光电变换部(光电二极管)
12 输出电路
13 绝缘分离部
14 布线
15 层间膜
16 绝缘膜
17 蓝色彩色滤光器
18 绿色彩色滤光器
19 红色彩色滤光器
20 第1高浓度p型层
21 第2高浓度p型层
22 第3高浓度p型层
23 第4高浓度p型层
24 第1溢漏层
25 第2溢漏层
26 第3溢漏层
100B 像素部(蓝色)
100G 像素部(绿色)
100R 像素部(红色)

Claims (5)

1.一种固体摄像装置，其具备：
半导体基板；
第1导电型的多个光电变换部，其矩阵状地配置于所述半导体基板的上部而形成；
检测电路部，其形成于所述半导体基板的一个面即电荷检测面，并对积累于所述光电变换部的电荷进行检测；
第2导电型的多个分离扩散层，其形成于所述检测电路部的下侧，且包含与所述各光电变换部相接的第2导电型的杂质注入区域；和
多个彩色滤光器，其形成于所述半导体基板中的与所述一个面对置的另一面即光入射面，并透过不同波长的光，
所述各光电变换部的形状与所述彩色滤光器相对应，根据构成所述分离扩散层的所述杂质注入区域而不同。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述多个光电变换部具有：第1光电变换部，其与在第1波长区域中透过率最大的第1彩色滤光器相对应；和第2光电变换部，其与在波长比所述第1波长区域长的第2波长区域中透过率最大的第2彩色滤光器相对应，
所述第2光电变换部中的与所述光入射面平行的方向的宽度最大的区域，与所述第1光电变换部中的与所述光入射面平行的方向的宽度最大的区域相比，更接近于所述电荷检测面。
3.根据权利要求2所述的固体摄像装置，其中，
所述第2光电变换部，与所述光入射面上的开口面积以及所述电荷检测面上的开口面积相比，在所述半导体基板的内部与所述光入射面平行的方向的剖面面积最大。
4.根据权利要求2或3所述的固体摄像装置，其中，
所述第2光电变换部中的与所述光入射面平行的方向的宽度最大的区域，扩展到所述分离扩散层的内部而形成。
5.根据权利要求2或3所述的固体摄像装置，其中，
所述第2光电变换部中的与所述光入射面平行的方向的宽度最大的区域，扩展到与所述第2光电变换部相邻的至少1个第1光电变换部中的电荷检测面侧的下方而形成。
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